mecanica
DESCRIPTION
MecanicaTRANSCRIPT
1
Mod.
Coala Nr. Docum. Semn. Data
Elaborat
Verificat
Nemciuc M. Litera Coala Coli
32
MA 000000 00 00 MC
Mecanism de acţionare al
conveierului suspendat (cu reductor
conic)
UTM FTMIAgr. BTI- 091
Aprobat
Contr.norm
Dulgheru V.
Exemplu de realizare a proiectului de an cu reductor
conic
1- motor electric(ME) ; 2 – cuplaj (C) ; 3 – reductor cu roţi dinţate conice (CON); 4
– transmisie cu roti dintate cilindrice (TD, transmitere deschisa); 5 –roata
conveierului( OL, organ de lucru); 6 – lant de tractiune .
Date iniţiale pentru proiectarea mecanismului de acţionare a conveierului cu
banda :
1. Forţa de tracţiune la lant Ft = 5,0 [kN];
2. Viteza lantului de tractiune vol = 0,5 [ m/s];
3. Pasul lantului de tractiune p = 40 [mm];
4. Numarul de dinti ai rotii de lant z= 9 [dinti];
5. Durata de exploatare L= 8 [ani].
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
CUPRINS
ÎNTRODUCERE...............................................................................................
l ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC SI CALCULUL CINEMATIC AL MECANISMULUI
DE ACTIONARE.........................................................................................
1.1 ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC .....................................................................
1.2 DETERMINAREA ŞI DISTRIBUIREA RAPORTULUI DE TRANSMITERE AL M.A ....................
1.3 DETERMINAREA PARAMETRILOR CINEMATICI ŞI DE FORŢĂ AI M.A ..............................
2 CALCULUL DE PROIECT AL ANGRENAJULUI REDUCTORULUI.......................
2.1 ALEGEREA MATERIALULUI ANGRENAJULUI SI DETERMINAREA TENSIUNILOR
ADMISIBILE............................
2.2 DIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CU ROŢI DINŢATE CONICE.................L...................
2.3 DETERMINAREA FORŢELOR DIN ANGRENAJ...........................................................
2.4 CALCULUL DE VERIFICARE A ANGRENAJULUI.......................................................
3 CALCULUL ARBORILOR ......................................................................................
3.1 CALCULUL DE PREDIMENSIONARE .........................................
3.2 CALCULUL DE DIMENSIONARE....................................................................
3.2.1. ALEGEREA PREALABILA A RULMENTILOR..................................................
3.2.2. ELABORAREA SCHITEI DE DIMENSIONARE A REDUCTORUL CONIC............
3.2.3. CALCULUL DE DIMENSIONARE A ARBORULUI-PINION..................................
3.2.4. CALCOLUL DE DIMENSIONARE A ARBORULUI CONDUS...............................
3.3 PROECTAREA CONSTRUCTIVA A ARBORILOR............................................
4CALCULUL RULMENTILOR ........................................................................ ..
4.1. DETERMINAREA DURATEI DE FUNCTIONARE NECESARE PENTRUMA.......
4.2. DETERMINAREA CAPACITATII DINAMICE PORTANTE NECESARE A
RULMENTILOR........................................................................
4.2.1. CAPACITATEA PORTANTA DINAMICA NECESARA PENTRU
RULMENTII ARBORELUI -PINION ............................................................
4.2.2. CAPACITATEA PORTANTA DINAMICA NECESARA PENTRU
RULMENTII ARBORELUI CONDUS...........................................................
4.3. ALEGEREA FINALA A RULMENTILOR................................................
5PROIECTAREA CONSTRUCTIVA A ROTILOR DINTATE CONICE...............
6 CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANA...........................................................
6.1. CALCULUL ASAMBLĂRII PRIN PANĂ PENTRU ARBORELE-PINION...............................
6.2. CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PANĂ PENTRU ARBORELE CONDUS.........................
B IBL IOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
1. ALEGEREA MOTORULUI ELECTRIC SI CALCULUL CINEMATIC AL
MECANISMULUI DE ACTIONARE
1.1. Alegerea motorului electric
1.1.1 Determinăm puterea necesară organului de lucru (OL) din cadrul maşinii
proiectate Pot , (kW):
unde Ft este forţa de tracţiune a OL, Ft =5,0 kN;
νol este viteza liniară a OL, νol =1,2 m/s.
=1,8*1,2 = 2,16 kW.
1.1.2 Determinăm randamentul total al mecanismului de actionare MA,
unde este randamentul cuplajului , = 0.98;
- randamentul angrenajului conic , (reductor cu roţi dinţate conice),
primim =0.965 ;
- randamentul transmisiei prin angrenaj cilindric (transmisie deschisa),
primim =0.92;
- randamentul unei perechi de rulmenţi, primim =0.992 ;
= 0.98 * 0.965 * 0.92 * =0.8493 ;
1.1.3Determinăm puterea necesară pe arborele motorului electric(ME) - , (kW) :
1.1.4. Determinarea puterii nominale a ME Pnom , ( kW) :
Valoarea puterii nominale a ME se alege in conformitate cu recomandarile
(*,pag.13) si in corespundere cu (*,tab.S3,anexa 2),accetam deci = 3.0
(kW);
1.1.5 Alegem in prealabil tipul motorului electric.
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Deoarece pentru = 3.0[kW] ii corespunde mai multe tipuri de ME,cu numar
diferit de turatii,in conformitate cu recomandarile(*,pag.13,)si in corespunderecu
(*,tab.S3,anexa 2),alegem in prealabil urmatoarele doua tipuri de motoare electrice:
Vari-
anta
Modelul ME Puterea nominal
, [kw]
Turatia
asincrona
Turatia
nominal
,
1 4AM112MA6Y3 1000 955
2 4AM100S4Y3 3,0 1500 1435
1.2 Determinarea şi distribuirea raportului total de transmitere al MA
1.2.1. Determinăm turaţia arborelui OL- ,
unde este viteza OL, = 1,2 [m/s] ; Dol =diametrul tamburului Dol =300[mm] ;
.
1.2.2. Determinam raportele de transmitere ale MA pentru ambele variante de ME,
si :
1.2.3. Determinam rapoartele de transmisie ale treptelor MA:
= *
unde , sunt rapoartele de transmitere ale reductorului si,respectiv ale
transmisiei prin angrenaj cilindric.In conformitate cu recomandarile [*,pag.14]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
si in corespundere cu [*,tab.2.2,pag.15]acceptam unde .Din relatia de
mai sus determinam valorile si pentru cele 2 variante propuse.
Acceptam prima varianta deoarece ea nu depaseste valoarea maxima
recomandata pentru cadrul transmisiei deschise,in corespundere cu[1,tab.2.2,pag.15].
Astfel, in final alegem motorul electric 4AM112MA6Y3(Pnom=3,0 [KW]);
nnom=955 )rapoartele de transmitere:
reductorul cilindric = 2,8
transmisie prin curea = 4,46
mecanism de actionare =12,49
1.3 Determinarea parametrilor cinematici şi de forţă ai arborilor MA.
In corespondentacu schemacinematica a MA pentru calculul cinematic vom avea
urmatoarea schemade calcul:
Motor electric→ Cuplaj→Reductor cilintric→Transmisie
deschisa→Masina de lucru
Prezentam un raspuns tabelar pentru acest lucru (vezi tab.1.2).
Tabelul 1.2 – Parametrii cinematici şi de forţă ai mecanismului de acţionare.
Consecutivitatea legăturii
elementelor mecanismului de acţionare conform schemei
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Parame trul
Ar
borele
Motor electric→ Cuplaj →Reductor→ Transmisie deschisă→Organ de lucru
me→ c →red→ td →ol
Puterea
P,Kw
me = 2,54 kW
I kW
II kW
ol kW
Tur
aţia
n, t
ur/m
in
Vit
eza
ung
hiul
ară
ω,
me
I
II
ol
Momen
tul de
torsiune
T, N*m
me N*m
I N*m
II N*m
ol N*m.
2. CALCULUL DE PROIECT AL ANGRENAJULUI REDUCTORULUI.
2.1. Alegerea materialului angrenajulu si determinarea tensiuniloradmisibilei.
2.1.1. Alegerea materialului roţilor dinţate, durităţii şi prelucrării termice.
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Alegerea materialului,tratamentului termic si a duritatii perechilor de roti
care angreneaza poate fi efectuata conform recomandarilor din
[*tab.3.2,pag.18], iar proprietatile mecanice alematerialelor ales- [*3.3,pag.19].
Conform acestor recomandarialegem marca otelului pentru fabricarea
pinionului si a rotii dintate-otel 45;
Proprietatile mecanice ale otelului 45 vor fi:
Caracteristicile mecanice ale oţelului 45:
Duritatea 235...262 HB;
Tratamentul termic – îmbunătăţire,
Diminsiunile limita a semifabricatului
D ≤125mm ;
Determinarea durităţii medii a dinţilor pinionului şi roţii dinţate :
Pinion HB =
Roată HB = 248,5 – 25 = 223,5
2.1.2. Determinarea tensiunilor admisibile de contact pentru pinion [ ] şi roată[
] , N/mm conforma,[1,tab.3.2,pag.18] :
Pinion [ ] = 1.8 * HB + 67 = 580,9 N/mm
Roată [ ] = 1.8 * HB + 67 = 469,3 N/mm
2.1.3. Determinarea tensiunilor admisibile de încovoiere pentru pinion [ ] şi
roată [ ] [N/mm ],conform[*,tab.3.2,pag.18]: .
Pinion [ ] = 1.03 * HB = 1.03 * 248,5 = 255,95 [N/mm ]
Roată [ ] = 1.03 * HB = 1.03 * 223,5 = 230,205 [ N/mm ] .
2.1.3. Deoarece transmisia este reversibila, [ ]F =se micsoreaza cu 25%
[*,pag.19]:
[ ] = 0,75*HB =0,75*256=192,0 [N/mm ]
[ ] =0,75* HB =0,75*230,205=172,653 [ N/mm ]
Prezentam un răspuns tabelar pentru acest punct ;
Elementul
transmisiei
Marca
oţelului
Tratamentul
termic(mm) N/mm
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
1. Pinion
45 ≤125 Îmbunătăţire
248,5 580,9 255,95
2. Roată
dinţată
223,5 469,3 230,205
2.2 Dimensionarea angrenajului cu roţi dinţate conice.
2.2.1 Determinăm parametrul principal – diametrul de divizare exterior , mm:
;
unde - raportul de transmitere al reductorului , =3,15 ;[vezi p.1.2.3,pag.5]
- momentul de torsiune, care actioneaza asupra arborelui condus al
reductorului, N*m
- tensiunea admisibilă de contact a roţii dinţate ( cu dinte mai puţin
rezistent) , [N/mm ]
- coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea coroanei
danturate , [1,pag.22]
- coeficientul formei rotilor dintate conice, acceptam =1,0
mm
2.2.2 Determinăm unghiurile conurilor de divizare a pinionului δ1 si a rotii δ2 :
δ2=arctg ired = arctg 2,8 = 78,16° δ1=90-78,16=11,84°
2.2.3 Determinam lungimea extreioara a genereatoarei conului de divizare Re
[mm];
2.2.4. Determinam latimea coroanei danturate a pinionului si rotii dintate b, [mm];
b= 0,285*Re=a,285*57,04=16,25≈16
2.2.5. Determinam modulul de angrenare exterior me, [mm].
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
,
- momentul de torsiune pe arborele condus al reductorului,
[ N*m]
KFβ-coeficientul de modul ,acceptam KFβ=1,0
- tensiunea admisibilă de încovoiere a roţii dinţate cu dinte mai puţin
rezistent , =230,205 [N/mm ]
υF= 0,85
Acceptam me = 0,97 [mm];
2.2.6 Determinăm numărul de dinţi ai roţii dinţate z2 şi a pinionului z1 :
Z2= de2/mte= 111,8/1,0 = 111,8=112
Z1=z2/ired= 111,8/2,8= 39,93= 40
Primim = 40 dinţi şi = 112 dinti
2.2.7 Determinăm raportul de transmitere real şi verificarea abaterii faţă de
raportul de transmitere ales iniţial :
;
2.2.8 Determinăm valoarile reale ale unghiurilor conurilor d divizare a pinionului
δ2:
δ2= arctg ireal = arctg 2,8 =78,16º
δ1=90º- δ2 = 90º- 78,16º= 11,84 º
2.2.9 Determinăm parametrii geometrici de bază ai transmisiei:
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Tabelul 2.2 – Parametrii geometrici de bază ai angrenajului conic [mm]:
Parametru Pinion Roata
divizare de 1= me z1 =1*40= 40
[mm]
de 2= me z2= 1*112=112
[mm]
Dia
met
rul exterior dae1 = de1+ 2mecosδ1=
40+2*1cos11,84=40+2
*0,98=41,96 [mm]
dae2 = de2+ 2mecosδ2 =
112+2*1*cos 78,16=
112+0,41=112,41 [mm]
interior dfe1= de1 – 2,4
mecosδ1= 40-
2,4*1*cos11,84= 37,65
[mm]
dfe2= de2 – 2,4 mecosδ2=
112- 0,49= 111.51
Generatoarea
conului de
divizare
Re= de2/2sinδ2=
112/2sin78,16=57,14
Latimea
coroanei
danturate
b= 16
In final determinam diametrul cercului de divizare al pinionului d1 si a rotii
danturate d2 [mm];
d1= 0,857*de1= 0,857*40= 34,28 [mm]
d2 =0,857*de2 =0,857*112=95,98 [mm]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
2.3. Calculul fortelor in angrenaj,[N] :
Forta tangentiala:
Pinion- = ;
Roata-
Forta radiala:
Pinion-
Roata-
Forta axiala:
Pinion- Fa1= 0,36*Ft1*sinδ1= 0,36* 595,74*sin 11,84= 44,004 [N]
Roata- Fa2=Fr1= 209,9 [N]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
2.4. Calculul de verificare al angrenajului,[N]:
2.4.1 Verificăm tensiunea de contact , [N/mm ];
unde :
forţa tangenţială din angrenare , [N] :
coeficientul distribuirii sarcinii între dinţi. Acceptam =1.0
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
coeficientul sarcinii dinamice , care depinde de viteza periferică a roţii v
, [m/s] ν= ω2*de2/2*103= 35,69*112/2*103= 1,998=2,0 [m/s];
,şi gradul de precizie al transmisiei,
Sin tabelul [*,4.4, pag 28] si acceptam KHν= 1,07
viteza unghiulară a arborelui condus
436N/mm ,iar aceasta subsdarcina nu depaseste
10%,putem trece la urmatoarea etapa a calcului de verificare.
2.4.2 Verificăm tensiunea de încovoiere a dinţilor [ N/mm ] :
unde – modulul exterior al angrenării , [mm];
– coeficientul distribuirii neuniforme a sarcinii pe lungimea coroanei dintate
, primim [1,pag.29] ;
– lăţimea coroanei dintate , mm;
- forţa tangenţială din angrenaj , [N] :
- coeficientul distribuirii sarcinii între dinţi. =1.0 [*,4.6,pag.30];
coeficientul sarcinii dinamice ,daca υ=1,998 determinam ;
[*,tab.4.4,pag.28]
şi – coeficienţii formei dintelui pinionului şi roţii dinţate. Pentru cazul
angrenajului cu dinţi înclinaţi – conform numărului de dinţi echivalenţi şi :
dinţi
dinţi
Deci primim şi ;
şi – tensiunile admisibile de încovoiere ale pinionului şi roţii
dinţate , [N/mm ] :
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
[ N/mm ]
[ N/mm ]
2.4.4.Prezentăm un răspuns tabelar pentru acest calcul:
Tabelul 2.3 – Parametrii angrenajului cu roţi dinţate cilindrice
Calculul de dimensionare al angrenajului
Parametru Valoarea Parametru Valoarea
Lungimea exterioara a
generatoarei conului de
divizare , mm
57,04
Diametrul cercului de divizare:
Pinion
Roată
40
112
Modulul (exterior) ,
mm
1,0 Diametrul cercului exterior:
Pinion
Roată
41,96
112,41
Lăţimea coroanei
danturate b , mm b1 16
Forma dintelui Dreaptă
Numărul de dinţi:
pinion
roată
30
95
Diametrul cercului interior:
Pinion, dfe1
Roata, dfe2
37,65
111,51
Unghiul conului de
divizare :
Pinion, δ1
Roata, δ2
11,84º
48,16º
Diametrul cercului meridian:
Pinion, d1
Roata, d2
34,28
95,98
Calculul de verificare al angrenajului
Parametru Valori
admisibile
Valori
calculate
Notă
Tensiunile de contact ,N/mm 469,3 483,78
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Tensiunile de
încovoiere,N/mm
255,95 162,88
230,205 159,8
3 CALCULUL ARBORILOR .
3.1 Calculul de predimensionare al arborilor.
3.1.1 Alegerea materialului şi tensiunilor admisibile pentru execuţia arborilor.
Calculul de predimensionare al arborilor se elaborează din condiţia de
rezistenţă la răsucire. De aceea , pentru compensarea aproximării acestei metode de
calcul , tensiunile admisibile de răsucire se primesc puţin micşorate
N/mm
Tabelul 3.1 Determinarea prealabila a parametrilor geometrici ai treptelor
arborilor.
3.2. Calculul de dimensionarea
3.1 Calculul de predimensionare
Din conditia de rezistenta la rasucire si in conformitate cu recomandarile [*,pag55]
determinam prealabil diametrele minime ale arborilor:
Tabelul 3.1 – Determinarea prealabila a diametrelor arborilor , [mm].
Arborele-pinion Arborele rotii dintate
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.1 Alegerea prealabila a rulmentilor
In conformitate cu recomandarile[*,tab.6.1,pag.57]alegem prealabil urmatorii
rulmenti[ *,tab.S6,anexa 2] Simbplizarea 7204A si 7205A.
Tabelul 3.2-Alegerea prealabila a rulmentilor.
Din desen vedem:
l1a =22mm
l2a=44mm
l1p=14mm
l2p=57mm
3.2.2 Elaborarea schitei de dimensionare a reductorului conic
In corespundere cu schema cinematica a reductorului conic elaboram schita
acestuea,luind in consideratie recomandarile[*,pag.58-65].
Pantru determinarea pozitiilor de aplicare areactiunilor in reazeme, prealabil
calculam distanta de la aplicare de la parteafrontala a rulentilor in reazeme , prealabil
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
calculam distanta de la partea frontala a rulmentului pinapunctul de aplicare a
reactiunilor a, [mm]:
Valorile d,D,T, e sunt prezentate in tabela 3.2
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Determinam C1 si C2, Rm, Lp, ‚La.
C1 = C2=Recosδ2+2x=57,14*cos78,16+2*8,0=27,72
3.2.3. Calculul de dimensionare a arborelui-pinion.
d1=34,28[mm];
Ft=595,74[N];
Fr=209,9[N];
şi
Fa=44,04 [N]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Figura 3.2.-Schema de calcul al arborelui pinion.
3.2.3.1. Determinam fortele de reactiune in reazemeA si B (fig.3.2).
Planul vertical( yoz) .
;
Verificare :
Planul orizontal (xoz) .
Verificare :
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Determinarea reacţiunilor sumare.
3.2.3.2 Construirea diagramelor momentelor incovoitoarelor(fig.3.3),[Nm].
Planul vertical yoz .
Sectorul I
Qv=Rav=216[ N]
Z1 = 0 ; ;
Z = ; ;
Sectorul II
Pentru
Planul orizontal xoz .
Sectorul I
Q0= RA0=603[N]
Sectorul II
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.3.3.Determinam momentulde incovoiere rezultant(fig.3.3) in sectiunile
caracteristice ale arborelui(1...3)Mrez,[Nm]in conformitatea cu relatia:
;
N*m
N*m
N*m
3.2.3.4. Construim diagrama momentului de torsiune pentru arbore-pinion,care este
egal cu si acctioneaza pe portiunea arborelui de la intrare pina la locul
fixarii rotii dintate(fig.3.3)
3.2.3.5. Determinam diagrama momentelor echivalente de incovoiere(fig.3.3)in
sectiunilecaracteristice(1...3)Mech,[Nm] din relatia:
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.3.6 Verificam diametrul arborelui –pinion in sectiunea mai solicitata.
Conform momentului echivalent de încovoiere maxim precizăm valoarea
diametrului în secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistenţă la
încovoiere :
tensiunea maximă admisibilă de încovoiere , acceptăm
[1,tab S2,anexa2]
Mech=momentul echivalent de incovoiere in solicitata,care corespunde
valorii maxime Mech=100N*m
mm
18.82[mm]<20.0 [mm] <
Conditia se respecta,In acelasi timp,in conformitate cu ciclul de
functionare[1,pag.86],diametrul arborelui-pinion d1p’[mm] va corespunde treptei
arborelor sub rulment si garnitura aceasta se precizeaza in conformitate cu diametrul
inelului interior al rulmentului.Astfel,conform[1,tab.S5,anexa 2]acceptam
d2p=20[mm].
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.4 Calculul de dimensionare a arborelui condus:
Date initiale:
d2=212,5[mm];
Ft=1206.11[N];
Fr=432[N];
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Fig3.4-Schema la calcuta a arborelui condus.
3.2.4.1 Determinam fortele de reactiune in reazeme(fig.3.4)
Planul vertical( yoz) .
;
Verificare :
Planul orizontal (xoz) .
Verificare :
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Determinarea reacţiunilor sumare.
3.2.4.2 Construirea diagramelor momentelor incovoitoarelor(fig.3.4),[Nm].
Planul vertical yoz .
Sectorul I
Qv=Rcv=-216[ N]
Z1 = 0 ; ;
Z = ; ;
Sectorul II
Pentru
Planul orizontal xoz .
Sectorul I
Q0= RC0=603[N]
Sectorul II
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.4.3.Determinam momentulde incovoiere rezultant(fig.3.3) in sectiunile
caracteristice ale arborelui(1...3)Mrez,[Nm]in conformitatea cu relatia:
;
N*m
N*m
N*m
3.2.4.4 Construim diagrama momentului de torsiunepentru arborele condus,careeste
egal cu T2=128.3[N*m] si actioneaza de la locul fixarii rotii dintate cilindrice in
directia iesirii fluxului de putere(fig.3.5).
3.2.4.5 Determinam si construim diagrama momentelor echivalente de
incovoiere(fig3.5)i sectiunile caracteristice(1...3)Mech ,[N*m] din relatia:
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.2.5. Verificam diametrul arborelui in sectiunea mai solicitata.
Conform momentului echivalent de încovoiere maxim precizăm valoarea
diametrului în secţiunea critică a arborelui din condiţia de rezistenţă la
încovoiere :
tensiunea maximă admisibilă de încovoiere , acceptăm
[*,tab S2,anexa2]
Mech=momentul echivalent de incovoiere in solicitata,care corespunde
valorii maxime Mech=100.18N*m
mm
23.79[mm]<35.0 [mm] <
Conditia se respecta,In acelasi timp,in conformitate cu ciclul de
functionare[*,pag.86],diametrul arborelui-pinion d1p’[mm] va corespunde treptei
arborelor sub rulment si garnitura aceasta se precizeaza in conformitate cu diametrul
inelului interior al rulmentului.Astfel,conform[1,tab.S5,anexa 2]acceptam
d2a=25[mm].
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
3.3 Proiectarea constructiva a arborilor
Calculul final de dimensionare are ca scop determinarea dimensiunilor geometrice
ale fiecarei trepte in conformitate cu recomandarile[1,tab.6.2,pag.87]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Tabela3.3-determinarea dimensiunilor trepturilor arborilor[mm].
Treapta
arborelui şi
parametrii ei
Arbore – pinion conic
( fig. 3.1. a)
Arborele roţii dinţate
( fig. 3.1. b)
I-a sub un
element al
transmisie
i deschise
sau
semicuplaj
Acceptam25
primim =30 mm
Acceptam36
se apreciază grafic la etapa de elaborare a schiţei reductorului.
II- a sub
etanşa
capacului
pinionului
sau sub
rulment la
arbore
primim =20 mm primim =25 mm
se precizează grafic la etapa de elaborare a schiţei reductorului
III-a sub
filet la
pinion sau
roata
danturată
la arbore
primim =20 mm
V-a
intermedia
ră
Nu se construieste primim
se precizează grafic la etapa de elaborare a schiţei reductorului
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
4. Calculul rulmentilor
4. 1. Determinarea duratei de funcţionare a reductorului în ore .
,
unde L – durata de funcţionare , L=8 ani
coeficientul zilelor lucratoare ore
coeficientul orelor lucratoare
ore
4.2. Determinarea capacitatii dinamice portante necesare a rulmentilor
4. 2.1 Determinarea durabilităţii rulmenţilor arborelui pinion
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
, [N]
unde m – indicatorul de putere , m = 3
sarcina dinamică echivalentă
, [N]
unde X – coeficientul sarcinii radiale , X = 0.56 [1,tab.7.1,pag.91]
V – coeficientul turaţiei , acceptăm V = 1 [1,tab.7.3,pag.94
sarcina radial a rulmenţilor arborelui N
coeficientul de siguranţă [1,pag.82]
coeficientul de temperatură , acceptăm [1,pag.82]
-viteza unghiulara, =149,67[1/s]
N
N
Aşa cum că rulmenţii aleşi sînt satisfăcători
4.2. 2. Capacitateadinamica portanta necesara pentru rulmentii arborelui
condus:
, [N]
unde sarcina dinamică echivalentă
, [N]
unde X – coeficientul sarcinii radiale , X = 0.56 [1,tab.7.1,pag.91]
V – coeficientul turaţiei , acceptăm V = 1[1,tab.7.3,pag.94
sarcinaradiala a rulmentului
N
=viteza unghiulara, =29.93
coeficientul de siguranţă [1,pag.82]
coeficientul de temperatură , acceptăm [1,pag.82]
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
N
N
4.3 Alegerea finala a rulmenţilor .
In conformitate cu diametrele rulmentilor si capacitatle portante determinate
anterior,alegem urmatorii rulmenti pentru arborii reductorului cilindric.
Tabelul 3.2 – Alegerea finală a rulmenţilor.[1,tab.S4,anexa2]
Schema rulmentului
(GOST 831-75)
Simbol
izarea Dimensiunile , mm
Capacitate
portantă ,
kN d D B c r
204 20 47 14 15 1.5 12.7 6.20
205 25 52 15 16 1.5 14.0 6.95
5.Proiectarea constructiva a rotilor dintate cilindrice
Luand in consideratie recomandarile[1,pag.99-100 alegem metoda de obtinere a
semifabricatului prin forjare,iar amplasarea butuculuirotii dintate fata de reazeme-
simetrica(fig5.1).
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Elementul
roţii
Parametrul Metoda de obţinere a semifabricatului
Coroana
danturată
Diametrul
cercului
exterior
mm
Lăţimea mm;
Grosimea mm
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Butucul
Diametrul
interior
mm
Diametrul
exterior
mm , conform şirului
numerelor normale primim mm
Lungimea mm
conform şirului numerelor normale 45mm
Disc
Grosimea , mm,conform
şirului numerelor normale , conform primim C=12.0 mm
Raze de
rotungire
mm , acceptăm R=7 mm
f = (0.6...0.7)*1.25 =0.875mm . Conform şirului de valori standarde ale
teşiturilor obţinem f=1 mm
6. CALCULUL ASAMBLĂRILOR PRIN PENE
Pentru transmiterea momentului de torsiune în reductorul cu roţi dinţate
cilindrice avem nevoie de trei asamblări pe arborele condus sub roata dinţată şi sub un
element al transmisiei deschise şi o asamblare pe arborele conducător – sub
semicuplaj sau un element al transmisiei deschise .
6.1 Calculul asamblării prin pană pentru arborele – pinion
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
Date iniţiale :
=16 mm şi =36 mm – diametrul şi lungimea treptei arborelui pe care este
instalată pana.
=1206.11 N – este forţa tangenţială în angrenaj .
6.1.1 Predimensionarea penei
În dependenţă de diametrul , mm conform[1,tab.S9,anexa 2], stabilim
dimensiunile secţiunii transversale ale penei(fig.6.1):
b = 5 mm ; h = 5 mm ; = 3.0 mm ; = 2.3 mm .
Lungimea penei L=10...56 , mm se stabileşte în dependenţă de lungimea treptei
arborelui pe care este instalată pana - , mm :
Primim conform şirului de lungimi ale penei standardizat – L=28 mm.
Alegem preventiv următoarea pană :
Pană 5x 5x 28 GOST 23360 – 78
6.1.2 Calculul de verificare a penei
Penele prismatice , utilizate la proiectarea reductoarelor sunt verificate la
forfecare . Condiţia de rezistenţă la forfecare :
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
;
unde suprafaţa de strivire, mm .
.
l – lungimea de lucru a penei cu suprafeţe frontale rotunjite , mm
= L – b =28-5=23 mm
tensiunea admisibilă la strivire , . Pentru bucşă de oţel şi sarcini
liniştite
Deoarece tensiunea de strivire este în limita admisibilă , definitiv primim
următoarea pană :
Pană 5x 5x 28GOST 23360 – 78
6.2. Calculul asamblării prin pană pentru arborele condus
Date iniţiale :
=25.0 mm şi =45 mm – diametrul şi lungimea treptei arborelui sub butucul
elementului transmisiei deschise .
=30 mm şi =45mm – diametrul interior şi lungimea butucului roţii dinţate .
=1206.11N – este forţa tangenţială în angrenaj .
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
6.2.1 Predimensionarea penelor
În dependenţă de diametrul şi , mm , stabilim dimensiunile secţiunii
transversale ale penelor :
Secţiunea A-A b=10.0 mm ; h=8 mm ; t =5.0 mm ; t =3.3 mm .
Secţiunea B-B b=8 mm ; h=7 mm; =4mm ; =3.3 mm .
Lungimea penei l1şi l2, mm se stabilesc în dependenţă de lungimea treptei
arborelui sub butucul elementului transmisiei deschise - , mm şi lăţimea
butucului roţii dinţate , mm şi :
Primim conform şirului de lungimi ale penei standardizat – l1=36 mm, l3=36 mm
.
Alegem preventiv următoarele pene :
Secţiunea A-A Pană 10x 8x 36 GOST 23360 – 78
Secţiunea B-B Pană 8x 7x 36 GOST 23360 – 78
6.2.2 C alculul de verificare a penei
Condiţia de rezistenţă la forfecare :
Coala
Mod Coala N. Document Semnat Data
MA 000000 00 00 MC
Coala
unde suprafaţa de forfecare , mm .
Sectiunea A-A
Sectiunea B-B
lungimea de lucru a penei cu suprafeţe frontale rotunjite , mm
Sectiunea A-A =36 – 10=26 mm
Sectiunea B-B =36 – 8=28 mm
Astfel:
tensiunea admisibilă la forfecare , . Pentru bucşă de oţel şi
sarcini liniştite
Sectiunea A-A
Sectiunea B-B
Deoarece tensiunea de forfecare este în limita admisibilă , definitiv primim
următoarele pene :
Pană 10x 8x 36 GOST 23360 – 78
Pană 8x 7x 36 GOST 23360 – 78